一種提高苯甲酸鈉成核劑在聚丙烯中分散性的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種提高苯甲酸鈉成核劑在聚丙烯中分散性的方法，該方法通過使苯甲酸鈉在聚丙烯樹脂中均勻分散從而提高聚丙烯的結(jié)晶溫度和抗沖擊性能。本發(fā)明專利技術(shù)的方法是：先將苯甲酸鈉配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～35％的水溶液，然后將苯甲酸鈉水溶液與滑石粉混合均勻，滑石粉與苯甲酸鈉固體的質(zhì)量比為0.5∶1～3∶1，最后在110～150℃下干燥得到苯甲酸鈉/滑石粉混合物，干燥后的苯甲酸鈉/滑石粉混合物與聚丙烯樹脂熔融混合，擠出，造粒。本發(fā)明專利技術(shù)方法能夠使苯甲酸鈉在聚丙烯樹脂中達(dá)到均勻分散，充分發(fā)揮苯甲酸鈉作為成核劑的作用效果，在提高結(jié)晶溫度的同時(shí)提高產(chǎn)品的抗沖擊性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種提高苯甲酸鈉成核劑作用效果的方法，更具體的是一種通過使苯甲酸鈉在聚丙烯樹脂中均勻分散從而提高聚丙烯樹脂的結(jié)晶溫度和抗沖擊性能的方法。
技術(shù)介紹
熱塑性樹脂的結(jié)晶改性是實(shí)現(xiàn)其高性能化、高功能化的重要途徑。成核劑是一種促進(jìn)聚合物結(jié)晶并改善其晶粒結(jié)構(gòu)的改性劑。在熱塑性樹脂中加入成核劑可以提高其結(jié)晶速度，縮短成型周期，改善制品的機(jī)械性能和熱性能。成核劑作為重要的高分子添加劑，根據(jù)其性能和用途的不同有多種。常用的熱塑性材料的成核劑有山梨醇縮醛類、有機(jī)芳香磷酸鹽、脫氫揪酸鹽類、稀土氧化物及其鹽類、有機(jī)酰胺類、有機(jī)染料及復(fù)合成核劑等多類，而每一類又有多個(gè)品種。羧酸鹽類是一種分散型熱塑性塑料成核劑，對提高熱塑性材料制品的剛性、表面硬度等有一定作用。苯甲酸鈉作為廉價(jià)易得的羧酸鹽成核劑，不僅應(yīng)用的歷史長，而且應(yīng)用范圍廣，至今仍是重要的成核劑之一，它可以提高聚丙烯的結(jié)晶溫度，縮短結(jié)晶時(shí)間；在高壓下成型，還可以改變聚丙烯的晶型。苯甲酸鈉成核劑與其他成核劑相比，具有合成工藝簡單、成本低、無毒、易儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)。然而，在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中苯甲酸鈉顯示出其自身的缺陷。一是具有高的吸濕性，使得由其制成的粉末易于吸水導(dǎo)致顆粒附聚，影響其在目標(biāo)塑料中的分散性，并且可能給進(jìn)料造成障礙。二是用作成核劑使用時(shí)存在低分子量有機(jī)類成核劑固有的相容性和分散性差的問題。這些缺陷使苯甲酸鈉作為成核劑只能用于低端場合，且不能改善聚丙烯樹脂的抗沖擊性能。專利ZL03120674. 3將苯甲酸鈉用作聚丙烯成核劑時(shí)限制了其粒徑大小和分布，只有具有O. I 3. 75微米平均粒徑，并且其中粒徑不小于10微米的顆粒占小于15%重量份的苯甲酸鈉顆粒才能達(dá)到該專利技術(shù)的效果。專利CN101845171A公開了一種聚丙烯增剛成核劑組合物，該組合物是由對叔丁基苯甲酸羥基鋁和苯甲酸鈉混合而成，或者，該組合物是將對叔丁基苯甲酸羥基鋁和/或 苯甲酸鈉與2，2'-亞甲基-二(4，6-二叔丁基苯)磷酸鈉或雙[2，2'-亞甲基-二(4，6- 二叔丁基苯基)]磷酸鋁混合而成，通過成核劑組合提高其在聚丙烯中的分散性。專利CN101709121A公開了一種聚對苯二甲酸乙二醇酯的復(fù)合成核劑及其制備方法，該復(fù)合成核劑包括以下重量配比的組份超細(xì)礦粉10 30份、固態(tài)聚乙二醇(PEG) 10 40份、離子鍵聚合物20 50份和苯甲酸鈉鹽5 40份。專利CN101550268A公開了一種車燈裝飾圈用聚對苯二甲酸丁二醇酯材料，使用顆粒粒徑為O. 01 I微米的碳酸鈣、二氧化硅、膨潤土、碳酸鈉、碳酸鉀、氮化硼中的至少一種與有機(jī)成核劑苯甲酸鈉、山梨醇二芐酯、硬脂酸鈣、醋酸鈉、對苯酚磺酸鈉、對苯酚磺酸鈣和苯酚鈉中的至少一種組成的復(fù)合成核劑。上述公開專利通過對苯甲酸鈉粒徑進(jìn)行限制改善其在聚丙烯中分散性，或者通過將其與其他成核劑復(fù)配起到共同成核作用，或者添加其他組分提高苯甲酸鈉在極性材料聚對苯二甲酸丁二醇酯中分散性。但成核劑復(fù)配使用并未提高苯甲酸鈉自身的分散性，提高苯甲酸鈉在極性材料中分散性的方法在聚丙烯中并不適用，將粉末或顆粒的苯甲酸鈉在聚丙烯中均勻分散的方法有待開發(fā)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供，該方法通過使苯甲酸鈉在聚丙烯樹脂中均勻分散從而提高聚丙烯的結(jié)晶溫度和抗沖擊性能。本專利技術(shù)的方法是先將苯甲酸鈉配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% 35%的水溶液，然后將苯甲酸鈉水溶液與滑石粉混合均勻，滑石粉與苯甲酸鈉固體的質(zhì)量比為O. 5 I 3 : 1，最后在110 150°C下干燥得到苯甲酸鈉/滑石粉混合物，干燥后的苯甲酸鈉/滑石粉混合物與聚丙烯樹脂熔融混合，擠出，造粒。本專利技術(shù)中使用的苯甲酸鈉純度大于99%，對粒徑尺寸沒有要求，可以是粉末，也可 以是顆粒。配制水溶液使用的水可以是一般工業(yè)用水，優(yōu)選pH值范圍為6. 5 9. O。由于苯甲酸鈉能夠在低溫下和水形成鹽水合晶，隨溶液溫度的降低會(huì)出現(xiàn)晶體析出現(xiàn)象，因此水溶液配制和使用過程中溫度應(yīng)保持在25°C以上。苯甲酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選范圍為25% 35%，濃度過低會(huì)增加后續(xù)步驟的能耗。本專利技術(shù)中所使用的滑石粉應(yīng)具有較細(xì)的粒徑，應(yīng)為2500目或更細(xì)，使用粗粒徑的滑石粉會(huì)影響苯甲酸鈉分散性，最終影響產(chǎn)品的抗沖擊性能。所用滑石粉重量與苯甲酸鈉固體的重量比例為0.5 I 3 1，優(yōu)選滑石粉重量苯甲酸鈉固體重量為I : I 2 I。滑石粉用量過少會(huì)影響苯甲酸鈉在樹脂中的分散性，影響產(chǎn)品的抗沖擊性能，滑石粉用量過多會(huì)降低混合物中苯甲酸鈉的相對含量，達(dá)到所需成核效果就需要加入較多的混合物。滑石粉與苯甲酸鈉水溶液的混合可以通過機(jī)械攪拌達(dá)到均勻分散，隨后在110 150°C溫度下干燥。此過程可以在常壓下進(jìn)行，也可以在低于常壓下進(jìn)行，低于常壓操作時(shí)溫度可以略低。干燥后的苯甲酸鈉/滑石粉混合物與聚丙烯樹脂的熔融混合可以在常規(guī)的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行，加工溫度在200 230°C，苯甲酸鈉/滑石粉混合物的用量為聚丙烯樹脂重量的O. 04% I. 60%，該用量范圍均能起到提高聚丙烯的結(jié)晶溫度和抗沖擊性能的作用效果。滑石粉為層狀硅酸鹽的無定形粉末，具有一定極性，苯甲酸鈉本身更易團(tuán)聚，因此這兩種組分單獨(dú)都不易在樹脂中均勻分散。但滑石粉能夠與苯甲酸鈉水溶液充分混合，通過分子間作用力結(jié)合形成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過干燥后的混合物極性基團(tuán)處于內(nèi)部，非極性基團(tuán)在外部，且由于滑石粉的層狀結(jié)構(gòu)在一定程度上固定了苯甲酸鈉，阻礙了其團(tuán)聚。這種通過協(xié)同相互作用形成的結(jié)構(gòu)使其在樹脂中易于分散，從而能夠較好地發(fā)揮成核劑作用。本專利技術(shù)所用的各種原料來源廣泛，價(jià)格低廉，對苯甲酸鈉粒徑?jīng)]有限制。且本專利技術(shù)方法能夠使苯甲酸鈉在聚丙烯樹脂中達(dá)到均勻分散，充分發(fā)揮苯甲酸鈉作為成核劑的作用效果，在提高結(jié)晶溫度的同時(shí)提高產(chǎn)品的抗沖擊性能。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施方式，對本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明實(shí)施例中聚丙烯樹脂組合物的性能按以下方法測試得到峰值結(jié)晶溫度采用DSC方法測試得到，測試條件為在氮?dú)夥毡Ｗo(hù)下，首先以20°C /min升溫至220°C ;恒溫2min消除熱歷史；然后以20°C /min降溫至40°C,記錄降溫過程中結(jié)晶出現(xiàn)的峰值溫度。懸臂梁沖擊強(qiáng)度按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1843-2008的方法進(jìn)行測試，使用試樣為注塑樣品，尺寸為 63. 5X 12. 7X6. 35mm，缺口尺寸 2. 5mm，沖擊速度 3. 5m/s。實(shí)施例中使用的聚丙烯樹脂T38F、T30S均為蘭州石化公司生產(chǎn)產(chǎn)品，是采用意大利Basell公司的Speripol-II代聚丙烯工藝技術(shù)聚合得到的均聚物。其結(jié)晶峰溫分別為113°C、110°C。懸臂梁沖擊強(qiáng)度分別為4. 0kJ/m2、3. 5kJ/m2。 實(shí)施例中使用的苯甲酸鈉粉末為天津塘沽東大化工有限公司生產(chǎn)，純度99. 5% ；使用的苯甲酸鈉顆粒為汽巴精化公司生產(chǎn)，純度99 %。使用的滑石粉為海城市精華微粉廠，2500 目，3000 目，5000 目。實(shí)施例I將苯甲酸鈉粉末25 g在25°C溶于75 g水中配成25%濃度的水溶液，然后將配好的苯甲酸鈉水溶液與25 g滑石粉(2500目)混合均勻，其中滑石粉與苯甲酸鈉固體的重量比例為I : I。隨后將苯甲酸鈉/滑石粉混合物在常壓120°C溫度下干燥，最后將2g干燥本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種提高苯甲酸鈉成核劑在聚丙烯中分散性的方法，其特征在于包括先將苯甲酸鈉配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～35％的水溶液，然后將苯甲酸鈉水溶液與滑石粉混合均勻，滑石粉與苯甲酸鈉固體的質(zhì)量比為0.5∶1～3∶1，最后在110～150℃下干燥得到苯甲酸鈉/滑石粉混合物，干燥后的苯甲酸鈉/滑石粉混合物與聚丙烯樹脂熔融混合，擠出，造粒。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種提高苯甲酸鈉成核劑在聚丙烯中分散性的方法，其特征在于包括先將苯甲酸鈉配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% 35%的水溶液，然后將苯甲酸鈉水溶液與滑石粉混合均勻，滑石粉與苯甲酸鈉固體的質(zhì)量比為0.5 : I 3 : 1，最后在110 150°C下干燥得到苯甲酸鈉/滑石粉混合物，干燥后的苯甲酸鈉/滑石粉混合物與聚丙烯樹脂熔融混合，擠出，造粒。2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于滑石粉與苯甲酸鈉固體的質(zhì)量比為I: I 2 ...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李朋朋，鄧守軍，邵月君，樊潔，魏福慶，許惠芳，謝昕，劉敏，巨娟俠，郭義，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：